बार्सिलोना में भौतिकविदों की एक टीम ने पानी की तुलना में 100 मिलियन गुना पतला तरल बूंदों का निर्माण किया है जो अजीब क्वांटम कानूनों का उपयोग करके खुद को एक साथ पकड़ते हैं।
जर्नल साइंस में 14 दिसंबर को प्रकाशित एक पेपर में, शोधकर्ताओं ने खुलासा किया कि ये विचित्र बूंदें एक लेज़र जाली की अजीब, सूक्ष्म दुनिया में उभरीं - क्वांटम ऑब्जेक्ट्स में हेरफेर करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एक ऑप्टिकल संरचना - स्पैनिश इंस्टीट्यूशन डे सियाकेसीस फोटॉनिक्स में एक लैब में, या इंस्टीट्यूट ऑफ फोटोग्राफिक साइंसेज (ICFO)। और वे सच्चे तरल पदार्थ थे: पदार्थ जो बाहरी तापमान की परवाह किए बिना अपनी मात्रा बनाए रखते हैं और छोटी मात्रा में बूंदों का निर्माण करते हैं। यह गैसों के विपरीत है, जो अपने कंटेनरों को भरने के लिए फैलता है। लेकिन वे सामान्य परिस्थितियों में मौजूद किसी भी तरल की तुलना में बहुत कम घने थे, और क्वांटम उतार-चढ़ाव के रूप में जाने वाली प्रक्रिया के माध्यम से अपने तरल अवस्था को बनाए रखा।
शोधकर्ताओं ने पोटेशियम परमाणुओं की एक गैस को शून्य से 459.67 डिग्री फ़ारेनहाइट (शून्य से 273.15 डिग्री सेल्सियस) तक ठंडा कर दिया। उस तापमान पर, परमाणुओं ने एक बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट का गठन किया। यह एक ऐसी स्थिति है जहां ठंडी परमाणु आपस में टकराते हैं और शारीरिक रूप से ओवरलैप होने लगते हैं। ये घनीभूत दिलचस्प हैं क्योंकि उनकी अंतःक्रियाएं क्वांटम कानूनों पर हावी हैं, न कि शास्त्रीय अंतःक्रियाओं के द्वारा जो पदार्थ के अधिकांश बड़े उभारों के व्यवहार की व्याख्या कर सकते हैं।
जब शोधकर्ताओं ने इनमें से दो घनीभूतियों को एक साथ धकेल दिया, तो उन्होंने बूंदों का गठन किया, एक परिभाषित मात्रा को भरने के लिए एक साथ बांध दिया। लेकिन अधिकांश तरल पदार्थों के विपरीत, जो अणुओं के बीच विद्युत चुम्बकीय इंटरैक्शन के माध्यम से अपनी छोटी बूंदों को एक साथ रखते हैं, इन बूंदों ने "क्वांटम उतार-चढ़ाव" नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से अपने आकार को धारण किया।
हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धांत से क्वांटम उतार-चढ़ाव निकलता है, जो बताता है कि कण मूल रूप से संभाव्य हैं - वे एक ऊर्जा स्तर या अंतरिक्ष में जगह नहीं रखते हैं, बल्कि कई संभावित ऊर्जा स्तरों और स्थानों पर स्मियर किए जाते हैं। उन "स्मियर किए गए" कण थोड़ा सा कार्य करते हैं जैसे वे अपने संभावित स्थानों और ऊर्जाओं के चारों ओर कूद रहे हैं, अपने पड़ोसियों पर दबाव डाल रहे हैं। सभी कणों के प्रवाह के सभी दबावों को जोड़ें, और आप पाएंगे कि वे एक दूसरे को आकर्षित करने की तुलना में एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। यही आकर्षण उन्हें बूंदों में एक साथ बांध देता है।
ये नई बूंदें इस मायने में अनूठी हैं कि क्वांटम उतार-चढ़ाव उनके तरल अवस्था में उन्हें प्रभावित करने वाला प्रमुख प्रभाव है। तरल हीलियम जैसे अन्य "क्वांटम तरल पदार्थ" उस प्रभाव को प्रदर्शित करते हैं, लेकिन इसमें बहुत अधिक शक्तिशाली बल शामिल होते हैं जो उन्हें एक साथ बहुत अधिक कसकर बांधते हैं।
हालांकि, पोटेशियम घनीभूत बूंदों, उन अन्य ताकतों का वर्चस्व नहीं है और बहुत कमजोर-अंतःक्रियात्मक कण हैं, और इसलिए वे खुद को बहुत व्यापक स्थानों में फैलाते हैं - यहां तक कि वे अपनी छोटी-छोटी आकृतियों को भी धारण करते हैं। समान हीलियम बूंदों की तुलना में, लेखक लिखते हैं, यह तरल परिमाण के दो क्रम बड़े हैं और परिमाण के आठ क्रम अधिक पतला हैं। प्रयोगकर्ताओं के लिए यह एक बड़ी बात है, शोधकर्ता लिखते हैं; पोटेशियम की बूंदें हीलियम की तुलना में भविष्य के प्रयोगों के लिए बहुत बेहतर मॉडल क्वांटम तरल पदार्थ हो सकती हैं।
हालांकि क्वांटम बूंदों की अपनी सीमाएं हैं। यदि उनके पास बहुत कम परमाणु हैं, तो वे आसपास के स्थान में लुप्त हो जाते हैं।
